JP2011246884A - 鉄骨部材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、鉄骨部材の接合強度を確保しつつ、設計の自由度を大きくする。
【解決手段】複数の鉄骨部材５０の軸方向の端部５２に設けられたエンドプレート５４から突出したスタッド６０がノード１１０に埋設されることで、複数の鉄骨部材５０が接合される。そして、ある鉄骨部材５０からエンドプレート５４とスタッド６０とを介してノード１１０、１１１に応力が伝達されると共に、ノード１１０に伝達された応力が他の鉄骨部材５０のエンドプレート５４とスタッド６０とを介して他の鉄骨部材５０に伝達される。また、繊維補強モルタルが固化することによって形成されるノード１１０に各鉄骨部材５０のスタッド６０が埋設され鉄骨部材５０が接合されている。よって、鉄骨部材５０同士を溶接等で直接接合する構成と比較し、多種多様な角度をもって取り合う鉄骨部材５０を容易に低コストで接合することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉄骨部材の接合構造に関する。

特許文献１には、鉄骨部材の端部に一体化した端部プレートと、端部プレートを貫通するねじ鉄筋と、ねじ鉄筋の両端に接続する定着金物と、を用い、端部プレートをモルタル部材に突き合わせると共にねじ鉄筋を端部プレート又はモルタル中に定着することで、鉄骨部材とモルタル部材の接合部の納まりを簡潔にすると共に配筋作業性とモルタルの充填性とを確保しながら応力伝達機構を明快にした鉄骨部材とモルタル部材とを接合する接合部構造が提案されている（特許文献１を参照）。

特許文献２には、管体からなる主部材の側面に設けた開口部に、端部にせん断突起を有する副部材を差込み、周りを充填グラウト材で固定することで、溶接作業を少なくして製作コストを低減した鉄骨骨組の接合構造が提案されている（特許文献２を参照）。

特許文献３には、鉄骨部材を相互に間隔を保って突き合わせて鋼材によって連結した後に、鉄骨部材相互の間隔に繊維補強モルタルを充填して一体化することで、接合部分の剛性が大きく、かつ施工の容易な鉄骨部材の接合構造が提案されている（特許文献３を参照）。

特許文献４には、柱と梁とが交差する鉄筋コンクリート造の柱梁仕口部が繊維補強コンクリートによって構成され、梁に設けられ柱梁仕口部の上方及び下方に位置する端部が繊維補強コンクリートと一体となる梁主筋と、梁主筋の端部に設けられた定着強化手段と、柱梁仕口部内の梁主筋の外側に位置し柱に設けられた柱主筋の周囲を取り囲む補強部材と、を備え、両側から柱梁仕口部へ向う梁主筋の端面が互いに向かい合うように構成することで、接合作業を容易に行なうことができ且つ十分な接合強度を得ることができる柱梁仕口部の接合構造が提案されている（特許文献４を参照）。

ここで、ラーメン構造のように梁と柱で構成されていない自由な形態の空間構造とする場合は、鋼構造とする場合が多い。このような自由な形態の空間構造とする場合、多種多様な角度をもって取り合う鉄骨部材を接合する必要があるため、例えば、鋳鋼や複雑で高コストの溶接作業等が必要となり施工コストが高くなることが多い。また、鉄骨部材の接合端面の高精度な加工は、高価な製作機械や熟練技能者を必要とすることが多い。

一方、鉄骨部材の接合を低コストで接合できる溶接方法等で鉄骨部材の端部同士を接合すると、設計の自由度が小さくなり形態に制約が生じ、その結果、所望する自由な形態の空間構造とすることが困難になる。

特開平７−２５２８９１号公報 特開２０００−８７５０４号公報 特開２００５−２１３８２１号公報 特開２００８−３１６９９号公報

よって、低コストで、鉄骨部材の接合強度を確保しつつ、設計の自由度を大きくし、所望する自由な形態の空間構造物を実現させることが求められている。
本発明は、低コストで、鉄骨部材の接合強度を確保しつつ、設計の自由度を大きくすることが目的である。

請求項１の発明は、複数の鉄骨部材の軸方向の端部を接合する鉄骨部材の接合構造であって、充填材が固化して形成された固定部と、前記鉄骨部材の前記端部に設けられ、前記固定部の外周面に接触し、前記固定部と前応力伝達を行なうエンドプレートと、前記エンドプレートから突出するように設けられると共に前記固定部に埋設され、前記固定部と応力伝達を行なう応力伝達部材と、を備えている。

したがって、充填材が固化することによって形成される固定部に各鉄骨部材の応力伝達部材が埋設され鉄骨部材が接合される。よって、鉄骨部材同士を溶接等で直接接合する構成と比較し、多種多様な角度をもって取り合う鉄骨部材を容易に低コストで接合することができる。また、固定部を介して複数の鉄骨部材の端部間で応力が伝達されるので、複数の鉄骨部材の端部の接合強度が確保される。よって、例えば、鉄骨部材の端部同士を溶接で直接接合する構造等と比較し、低コストで複数の鉄骨部材の接合強度を確保しつつ、設計の自由度を大きくすることができる。

請求項２の発明は、前記充填材は、繊維補強モルタルで構成されている。

したがって、固定部の引張強度とじん性（靭性）とが向上するので、充填材が繊維補強モルタル以外で構成されている場合と比較し、複数の鉄骨部材の接合強度が向上する。

請求項３の発明は、前記固定部に圧縮力を付与する圧縮力付与手段を有する。

したがって、固定部にかかる引張応力に対する強度が向上するので、圧縮力付与手段を有していない構造と比較し、複数の鉄骨部材の接合強度が向上する。

請求項４の発明は、前記固定部の外周面に沿って設けられた補強部材と、前記補強部材に設けられ、前記補強部材から突出し前記固定部の中に埋設され前記固定部と応力伝達を行なう突出部と、を備える。

したがって、各鉄骨部材から固定部に伝達された応力の一部を補強部材で受けるので、その分固定部の負担が軽減される。よって、突出部が設けられた補強部材を有してない構造と比較し、複数の鉄骨部材の接合強度が向上する。

本発明によれば、本発明が適用されてない接合構造と比較し、低コストで、鉄骨部材の接合強度を確保しつつ、設計の自由度を大きくすることができる。

本発明の第一実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された鉄骨構造部で構成された構造物の屋根を模式的に示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す斜視図である。 ノードに埋設されたスタッドを図示した図２に対応する斜視図である。 図２と図３とに示す接合部位の、（Ａ）はノードの一部を切り欠いたＺ方向から見た平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったＹ方向と直交する断面を示す断面図である。 本発明の第一実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位における、（Ａ）は図１とは別の構造を示す分解斜視図であり、（Ｂ）は鉄骨部材がボルト締結されていない状態を示すＺ方向と直交する断面の拡大断面図であり、（Ｃ）は鉄骨部材がボルト結合された状態を示すＺ方向と直交する断面の拡大断面図である。 本発明の第一実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された図１とは別の接合部位を示す斜視図である。 ノードに埋設されたスタッドを図示した図６に対応する斜視図である。 図７のノードに埋設されたスタッドを短くした状態を図示した斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す（Ａ）はノードの内部をＺ方向から見た平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったＹ方向と直交する断面を示す断面図であり、（Ｃ）は補強筋を示す平面図である。 本発明の第三実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す（Ａ）はノードの内部をＺ方向から見た平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったＹ方向と直交する断面を示す断面図である。 本発明の第四実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す（Ａ）はノードの内部をＺ方向から見た平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったＹ方向と直交する断面を示す断面図であり、（Ｃ）はウェブプレートを示すＺ方向に見た平面図であり、（Ｄ）はウェブプレートが接合された鉄骨部材の要部を示す斜視図である。 本発明の第五実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す（Ａ）はノードの内部をＺ方向から見た平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったＹ方向と直交する断面を示す断面図であり、（Ｃ）−１はウェブプレートを示すＺ方向に見た平面図であり、（Ｃ）−２は（Ｃ）−１のＣ−２部を拡大した拡大図であり、（Ｄ）はウェブプレートが接合された鉄骨部材の要部を示す斜視図である。 本発明の第六実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す斜視図である。 本発明の第六実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す（Ａ）はノードの内部をＺ方向から見た平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったＹ方向と直交する断面を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された接合部位を示す斜視図である。

＜第一実施形態＞
図１〜図８を用いて、本発明の第一実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された空間構造物について説明する。
図１は、構造物１０の屋根１１を構成する鉄骨構造部１２の斜視図である。鉄骨構造部１２は本発明の第一実施形態に係る鉄骨部材の接合構造が適用された空間構造物とされている。屋根１１は上側に凸状とされたドーム状とされている。また、図１の矢印ＵＰ方向が鉛直方向上側方向を示している。なお、本実施形態においては、後述するＺ方向（法線方向）と鉛直方向（矢印ＵＰ方向）とは一致しない。

鉄骨構造部１２は、主体フレームとしての複数の鉄骨部材５０が接合されることによって構成されている。そして、鉄骨部材５０の軸方向（長手方向）の端部５２（図４参照）同士が接合される接合部位に、本発明の鉄骨部材の接合構造が適用されている。
本実施形態では、鉄骨部材５０は軸方向と直交する断面が略Ｈ形状のＨ形鋼とされている。しかし、鉄骨部材５０はＨ形鋼に限定されない。Ｈ形鋼以外の形鋼であってもよい。或いは形鋼以外の鋼材であってもよい。

図２は、図１の接合部位２０を示す斜視図である。接合部位２０は、四本の鉄骨部材５０ＸＬ，５０ＸＲ、５０ＹＲ，５０ＹＬが平面視十字状に接合された接合部位とされている。鉄骨部材５０ＸＬ，５０ＸＲはＸ方向に沿って配置され、鉄骨部材５０ＹＲ，５０Ｌは、Ｙ方向に沿って配置されている。

また、以降、Ｘ方向に沿って配置されている部材及び当該部材に設けられている部材には、「Ｘ」又は「ＸＬ，ＸＲ」を付し、Ｙ方向に沿って配置されている部材及び当該部材に接合されている部材には符号の後に「Ｙ」又は「ＹＬ，ＹＲ」を付す。また、Ｚ方向に沿って配置された部材及び当該部品に設けられている部材には「Ｚ」又は「ＺＵ，ＺＬ」を付す。但し、これらを区別して説明する必要がない場合は、Ｘ，ＸＬ，ＸＲ，Ｙ，ＹＬ，ＹＲ、Ｚ，ＺＵ，ＺＬ、Ｕ、Ｌを省略する。

ここで、本実施形態の図１以外の各図において、Ｘ方向とＹ方向とは直交し、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向がＺ方向である。そして、本実施形態では、Ｚ方向から見た場合を平面視とする。本実施形態においては、Ｚ方向はドーム状の屋根１１の法線方向と略一致し、Ｘ方向及びＹ方向はドーム状の屋根１１の接線方向と略一致する。なお、図１と図２とに示すように、Ｚ方向はドーム状の屋根１１の法線方向と略一致し、鉛直方向（矢印ＵＰ）とは必ずしも一致しない。

なお、屋根１１はドーム状とされているので、正確には、各鉄骨部材５０の軸方向（長手方向）は、Ｘ方向とＹ方向とで構成される同一平面上になく、若干であるがＺ方向に傾いて配置され接合されている（各鉄骨部材５０は若干ではあるがＺ方向に角度をもって接合されている）。

しかし、判りやすくするため、以降の説明は、図２等に図示されているように、鉄骨部材５０の軸方向（長手方向）は、Ｘ方向とＹ方向とで構成される同一平面状に配置されているものとして説明する。言い換えると、鉄骨部材５０の軸方向（長手方向）は、Ｘ方向又はＹ方向に沿って配置され、且つ平面視十字状に配置されているものとして説明する。
また、鉄骨部材５０以外のＸ方向及びＹ方向に沿って配置されているとして説明する部材及び当該部材に設けられている部材も、実際にはＺ方向に傾いて配置されていてもよい。
なお、鉄骨構造部１２は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に沿って配置されていない部材によっても構成されている。

図２に示すように、各鉄骨部材５０の端部５２（図４も参照）はノード１１０を介して接合されている。本実施形態においては、ノード１１０は、Ｚ方向に所定の厚みを有する平面視正八角形状のブロック体とされている。また、本実施形態においては、ノード１１０は、型枠などによって形成された充填空間に繊維補強モルタルＱが充填され固化することによって形成されている。なお、繊維補強モルタルＱは、合成繊維や鋼繊維などをモルタルに複合して補強されたモルタル材とされている。

図２〜図４に示すように、ノード１１０におけるＺ方向外側の壁面二面を外周面１１２Ｕ，１１２Ｌとする（図３と図４（Ｂ）を参照）。また、ノード１１０におけるＺ方向に沿った壁面八面を外周面１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ，１１４Ｅ，１１４Ｆ，１１４Ｇ、１１４Ｈとする（図４（Ａ）を参照）。

図２〜図４に示すように、各鉄骨部材５０の端部５２には、鋼板等で構成されたエンドプレート５４が設けられている。なお、エンドプレート５４の面外方向（板厚方向）は、鉄骨部材５０の軸方向と一致する。各鉄骨部材５０の端部５２とエンドプレート５４とは、本実施形態では溶接によって接合されている。なお、溶接以外の接合方法で接合されていてもよい。また、ノード１１０の外周面１１４Ｂにエンドプレート５４ＹＬが接触し、外周面１１４Ｄにエンドプレート５４ＸＬが接触し、外周面１１４Ｆにエンドプレート５４ＹＲが接触し、外周面Ｈにエンドプレート５４ＸＲが接触する。

図３と図４とに示すように、各鉄骨部材５０の端部５２に接合されたエンドプレート５４には、複数のスタッド６０が接合されている。各スタッド６０の先端部には、半球状のコブ部６２が形成されている。
なお、スタッドは図３及び図４以外の構造であってもよい。例えば、鉄筋スタッドでもよく、ノード１１０内側の先端には機械式定着部やコブ定着部があってもよい。

本実施形態では、鉄骨部材５０Ｘのエンドプレート５４Ｘには、スタッド６０ＸがＸ方向に突出するように接合されている。そして、各スタッド６０Ｘは、Ｙ方向に沿って列状に並び、且つその列がＺ方向に間隔をあけて二つ設けられている。
同様に鉄骨部材５０Ｙのエンドプレート５４Ｙには、スタッド６０ＹがＹ方向に突出するように接合されている。そして、各スタッド６０Ｙは、Ｘ方向に沿って列状に並び、且つその列がＺ方向に間隔をあけて二段設けられている。
なお、スタッド６０は、Ｚ方向に３段以上設けられていてもよいし、１段のみ設けられていてもよい。更に、各スタッド６０は、Ｘ方向又はＹ方向に沿って列状に並んでいなくてもよい。また、スタッド６０は各エンドプレート５４に複数設けられていなくてもよく、各エンドプレート５４に少なくとも一つ以上のスタッド６０が設けられていればよい。

各スタッド６０は、ノード１１０の中に埋設され定着されている。なお、Ｘ方向に沿って対向して配置された鉄骨部材５０ＸＲのスタッド６０ＸＲのコブ部６２ＸＲと、鉄骨部材５０ＸＬのスタッド６０ＸＬのコブ部６２ＸＬと、がＸ方向に間隔をあけて対向して配置されている。同様に、Ｙ方向に沿って対向して配置された鉄骨部材５０ＹＲのスタッド６０ＹＲのコブ部６２ＹＲと、鉄骨部材５０ＹＬのスタッド６０ＹＬのコブ部６２ＹＬと、がＹ方向に間隔をあけて対向して配置されている

但し、スタッド６０同士が干渉しないように、Ｘ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｘのスタッド６０Ｘと、Ｙ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｙのスタッド６０Ｙと、でＺ方向の位置を変えて設けられている。なお、干渉しないように設けられていれば、どのように設けられていてもよいが、本実施形態では、Ｘ方向のスタッド６０ＸがＺ方向外側に配置され、Ｙ方向のスタッド６０Ｙは、その間（Ｚ方向内側）に配置されることで干渉しないように構成されている。

図４に示すように、ノード１１０の中には、鉄筋で構成された補強筋１２０Ｘ，１２０Ｙが埋設されている。補強筋１２０Ｘと補強筋１２０Ｙとは、平面視格子状に配置され且つ補強筋１２０Ｘと補強筋１２０Ｙとが交差部位で接合されている。なお、図３では補強筋１２０の図示は省略されている。

図４（Ｂ）に示すように、補強筋１２０Ｘ，１２０Ｙが平面視格子状に配置されて接合された格子状鉄筋は、Ｚ方向に間隔をあけて二つ配置されている。また、各補強筋１２０の端部は、Ｚ方向内側に向けて湾曲され、定着されている。つまり、Ｘ方向及びＹ方向から見ると補強筋１２０は略Ｕ字形状とされている。また、各補強筋１２０の長さは、かぶり厚を確保するために適宜調整されている。

つぎに、本実施形態の鉄骨部材５０の接合工程について説明する。
まず、鉄骨部材５０の端部５２にエンドプレート５４を接合し、エンドプレート５４にスタッド６０を接合する。鉄骨部材５０を平面視十字状に配置する。各鉄骨部材５０の軸線は、平面視においてノード１１０の中心点で交差するように配置されている。また、鉄骨部材５０のスタッド６０のコブ部６２を所定の間隔をあけて対向して配置する。そして、補強筋１２０を配筋して補強筋１２０同士を接合する。なお、補強筋１２０Ｘと補強筋１２０Ｙとを予め接合してから配置してもよい。

型枠（図示略）を設け、型枠の中（充填空間）に繊維補強モルタルＱを充填する。このとき、エンドプレート５４が型枠の一部を構成する。そして、繊維補強モルタルＱが固化することでスタッド６０と補強筋１２０とが埋設され定着したノード１１０が形成されると共に、鉄骨部材５０の端部５２がノード１１０を介して接合される。

なお、構造物１０（図１参照）の建築現場外の工場で予め鉄骨部材５０が接合された状態のノード１１０を製作して建築現場に運んでもよいし、建築現場で鉄骨部材５０が接合された状態のノード１１０を製作してもよい。

或いは、ドーム状の屋根１１（図１参照）を構成する鉄骨部材５０の施工時にノード１１０を製作して鉄骨部材５０を組み付けてもよい。なお、この場合、各鉄骨部材５０の接合位置や接合角度を微調整することで、各鉄骨部材５０の製造誤差や施工誤差等を吸収することができる。

なお、前述した工程は一例であって、他の工程であってもよい。よって、つぎに他の接合工程及び当該工程を適用する場合の構造について、図５を用いて説明する。

図５（Ａ）に示すように、ノード１１０の中に、予めスタッド６０の外側端部には接合継手６８が設けられ埋設されている。鉄骨部材５０のエンドプレート５４には、接合継手６８に対応する位置に軸方向に貫通する貫通孔７２が形成されている。

そして、図５（Ｂ）と図５（Ｃ）とに示すように、鉄骨部材５０のエンドプレート５４をノード１１０に接触させて、ボルト７０を接合継手６８に捩じ込むことで、エンドプレート５４とスタッド６０（ノード１１０）とがボルト接合されると共に、鉄骨部材５０がノード１１０を介して接合される。

ここまでは、上述したように図１の接合部位２０（図２参照）を用いて説明したが、鉄骨構造部１２の他の接合部位も本発明が適用された接合構造とされている。

例えば、図１に示す六本の鉄骨部材５０が接合部位３０（図１参照）も本発明が適用された接合構造とされている。よって、つぎに、図１の六本の鉄骨部材５０が接合された接合部位３０の接合構造を、図６と図７とを用いて簡単に説明する。

図６と図７とに示すように、ノード１１１は、Ｚ方向に所定の厚みを有する平面視九角形状のブロック体とされている。そして、六本の各鉄骨部材５０がノード１１１を介して接合されている。

各鉄骨部材５０の軸線は、平面視においてノード１１１の中心点で交差するように配置されている。六本の鉄骨部材５０の内、五本の鉄骨部材５０は等角度間隔で放射状に配置されている。そして、残り一本の鉄骨部材５０は、等角度間隔で配置された鉄骨部材５０の内の二本の間に配置されている。

なお、図７では、補強筋１２０（図４参照）の図示が省略されているが、実際は、各鉄骨部材５０の軸方向に沿って補強筋１２０が配置されて埋設されている。

つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
複数（接合部位２０では四本、接合部位３０では六本の）の鉄骨部材５０の軸方向（長手方向）の端部５２に設けられたエンドプレート５４から突出したスタッド６０がノード１１０に埋設され定着することで、複数の鉄骨部材５０が接合される。そして、ある鉄骨部材５０からエンドプレート５４とスタッド６０とを介してノード１１０、１１１に応力が伝達されると共に、ノード１１０、１１１に伝達された応力が他の鉄骨部材５０のエンドプレート５４とスタッド６０とを介して他の鉄骨部材５０に伝達される。

例えば、接合部位２０の場合では、鉄骨部材５０ＸＬからエンドプレート５４ＸＬとスタッド６０ＸＬとを介してノード１１０に応力が伝達されると共に、ノード１１０に伝達された応力がエンドプレート５４ＸＲ，５４ＹＬ，５４ＹＲとスタッド６０ＸＲ，６０ＹＬ，６０ＹＲとを介して他の鉄骨部材５０ＸＲ，５０ＹＬ，５０ＹＲに伝達される。

よって、複数の鉄骨部材５０の端部５２同士が溶接等で直接接合されていなくても、ノード１１０、１１１を介して複数の鉄骨部材５０の端部５２間で応力が伝達されるので、複数の鉄骨部材５０の端部５２の接合強度が確保される。

また、繊維補強モルタルＱが固化することによって形成されるノード１１０、１１１に各鉄骨部材５０のスタッド６０が埋設され定着することで鉄骨部材５０が接合されている。よって、鉄骨部材５０同士を溶接等で直接接合する構成と比較し、多種多様な角度をもって取り合う鉄骨部材５０を容易に低コストで接合することができる。

したがって、低コストで複数の鉄骨部材５０の端部５２を接合する接合強度を確保しつつ、設計の自由度を大きくすることができる。この結果、所望する自由な形態の空間構造物（本実施形態ではドーム状の屋根１１）を容易に低コストで実現することができる。

なお、ノード１１０、１１１は繊維補強モルタルＱが固化することによって形成されているので、繊維補強モルタルＱ以外の充填材でノード１１０、１１１が構成されている場合と比較し、ノード１１０、１１１の引張強度とじん性（靭性）とが向上する。よって、エンドプレート５４からスタッド６０を介してノード１１０、１１１にかかる引張応力に対する強度が大きくなる。したがって、ノード１１０、１１１が繊維補強モルタルＱ以外の充填材で構成されている場合と比較し、複数の鉄骨部材５０の端部５２の接合強度が向上する。

また、埋設された補強筋１２０によってノード１１０、１１１の強度（特に引張強度）が向上する。よって、補強筋１２０が埋設されていない構成と比較し、複数の鉄骨部材５０の端部５２の接合強度が向上する。

なお、本実施形態の接合部位２０、３０においては、ノード１１０、１１１にかかる圧縮方向の応力は主にエンドプレート５４によって伝達され、ノード１１０、１１１にかかる引張方向の応力は主にスタッド６０によって伝達される。

また、スタッド６０の長さは伝達される応力の大きさ等によって適宜調整すればよい。例えば、伝達する応力が小さい場合は、図８に示すように、スタッド６０を短くしてもよい（図７と図８とを比較参照）。また、補強筋１２０は埋設されていなくてもよい。

なお、本実施形態では、ノード１１０、１１１は、繊維補強モルタルＱで構成されていたが、これに限定されない。他の充填材であってもよい。例えば、繊維補強されたコンクリートやグラウト等の充填材でノードが形成されていてもよい。或いは、繊維補強されていないモルタル、コンクリート、グラウト等の充填材でノードが形成されていてもよい。

なお、繊維補強されていないモルタル、コンクリート、グラウト等でノードが形成されている場合、設計上、圧縮方向の応力のみがノードにかかる接合部位（引張方向の応力は地震や風等の外乱が作用しない限りかからない接合部位）に用いることが望ましい。

＜第二実施形態＞
つぎに本発明の第二実施形態に係る鉄骨部材の接合構造について、図９を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

第一実施形態では、ノード１１０の中には補強筋１２０が平面視格子状に配置されて接合されて埋設されていた。
これに対して本実施形態では、ノード１１０の中には、平面視同心円状に配筋された第一補強筋１２２と、第一補強筋１２２の円中心から放射状に配筋された第二補強筋１２４と、が接合され埋設されている。

第一補強筋１２２と第二補強筋１２４とは、Ｚ方向に間隔をあけて二つ組、配置されている。また、各第二補強筋１２４の外側の端部は、Ｚ方向内側に向けて湾曲され、定着されている。つまり、Ｘ方向及びＹ方向から見ると補強筋１２０は略Ｌ字形状とされている。

つぎに第二実施形態の作用及び効果について説明する。
平面視において、第一補強筋１２２と、該第一補強筋１２２の中心部から放射状に配筋された第二補強筋１２４と、を有するので、ノード１１０の平面視における強度が略均等に向上する。よって、鉄骨部材５０の端部５２がノード１１０に接合された接合位置等による接合強度の差が低減される。

各鉄骨部材５０が平面視略十字形状以外に配置された構成の接合部位、例えば、各鉄骨部材５０が等角間隔で接合された接合部位３０（図１、図５、図６参照））や各鉄骨部材５０がばらばらの角度間隔で配置された接合部位（図示略）等に適用すると好適とされる。

＜第三実施形態＞
つぎに本発明の第三実施形態に係る鉄骨部材の接合構造について、図１０を用いて説明する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０に示すように、ノード１１０におけるＺ方向に沿った壁面八面のうち、鉄骨部材５０のエンドプレート５４が接していない対向する外周面１１４Ｃと外周面１１４Ｇの間、及び、外周面１１４Ａと外周面１１４Ｅとの間、を貫通するようにシース管３０２が埋設されている。なお、シース管３０２は平面視十字状に配置されると共に（図１０（Ａ）参照）、Ｚ方向に間隔をあけて配置されている（図１０（Ｂ）参照）。

これらシース管３０２にＰＣ鋼棒３０４が挿通されている。ＰＣ鋼棒３０４の両軸端のナット３０６を締め込むことによって、ＰＣ鋼棒３０４に緊張力が付与され、これによりノード１１０の外周面１１４Ｃと外周面１１４Ｇとの間、及び、外周面１１４Ａと１１４Ｅとの間、にプレストレス（圧縮力）が付与されている。

つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
ＰＣ鋼棒３０４に緊張力が付与されることによって、ノード１１０にプレストレス（圧縮力）が付与され、この結果、ノード１１０にかかる引張応力に対する強度が向上する。よって、ノード１１０にプレストレス（圧縮力）が付与されていない構成と比較し、複数の鉄骨部材５０の接合強度が向上する。

なお、本実施形態では、緊張材として、ＰＣ鋼棒３０４を用いたがこれに限定されない。例えば、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、或いは炭素繊維やビニロン繊維などの繊維材料で構成された線材であってもよい。

＜第四実施形態＞
つぎに本発明の第四実施形態に係る鉄骨部材の接合構造について、図１１を用いて説明する。なお、第一実施形態〜第三実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１１に示すように、各鉄骨部材５０ＸＬ，５０ＸＲの端部５２ＸＬ，ＸＲに接合されたエンドプレート５４ＸＬ，ＸＲには、ノード１１０に埋設され定着するウェブプレート４０２ＸＬ，ＸＲが接合されている。ウェブプレート４０２は、Ｙ方向を面外方向（板厚方向）としてＸ方向に沿って配置されている。

ウェブプレート４０２には、面外方向外側（Ｙ方向外側）に突出する複数のスタッド４０４が接合されている。

なお、本実施形態では、補強筋１２０（図４参照）は埋設されていない。また、図１１（Ｃ），（Ｄ）では、エンドプレート５４に接合されたスタッド６０の図示は省略されている。

つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
Ｙ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｙからのノード１１０への応力の伝達及びノード１１０から鉄骨部材５０Ｙへの応力の伝達は第一実施形態と同様である。

Ｘ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｘの軸方向（長手方向）の端部５２からエンドプレート５４Ｘ、スタッド６０Ｘ、及びスタッド４０４Ｘを有するウェブプレート４０２Ｘを介して、ノード１１０に応力が伝達される。また、ノード１１０に伝達された応力がＸ方向に配置された鉄骨部材５０Ｘのエンドプレート５４Ｘ、スタッド６０Ｘ、及びスタッド４０４Ｘを有するウェブプレート４０２Ｘを介して、鉄骨部材５０Ｘに伝達される。
したがって、スタッド４０４Ｘを有するウェブプレート４０２Ｘが設けられていない構造と比較し、複数の鉄骨部材５０の接合強度が向上する。

なお、本実施形態では、Ｘ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｘにのみウェブプレート４０２を接合したがこれに限定されない。Ｙ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｙにウェブプレート４０２を接合してもよい。また、補強筋１２０（図４参照）をノード１１０の中に埋設してもよい。

＜第五実施形態＞
つぎに本発明の第五実施形態に係る鉄骨部材の接合構造について、図１２を用いて説明する。なお、第一実施形態〜第四実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

ウェブプレート４０２には、Ｙ方向に貫通する貫通孔４０６が形成されている。そして、貫通孔４０６に繊維補強モルタルＱが入り込み固化することで、繊維補強モルタルＱで構成されたコッター４０８が形成される。なお、図１２（Ｃ），（Ｄ）では、エンドプレート５４に接合されたスタッド６０の図示は省略されている。

つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
Ｙ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｙからのノード１１０への応力の伝達及びノード１１０から鉄骨部材５０Ｙへの応力の伝達は第一実施形態と同様である。

Ｘ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｘの軸方向（長手方向）の端部５２からエンドプレート５４Ｘ、スタッド６０Ｘ、及びウェブプレート４０２Ｘのコッター４０８Ｘを介してノード１１０に応力が伝達される。また、ノード１１０に伝達された応力がＸ方向に配置された鉄骨部材５０Ｘのエンドプレート５４Ｘ、スタッド６０Ｘ、及びウェブプレート４０２Ｘのコッター４０８Ｘを介して鉄骨部材５０Ｘに伝達される。
したがって、コッター４０８が形成されるウェブプレート４０２Ｘが設けられていない構造と比較し、複数の鉄骨部材５０の接合強度が向上する。

なお、本実施形態では、Ｘ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｘにのみウェブプレート４０２を接合したがこれに限定されない。Ｙ方向に沿って配置された鉄骨部材５０Ｙに接合してもよい。

また、図１２の（Ｃ）−２に示すように、貫通孔４０６に補強筋４０９を挿通してもよい。そして、補強筋４０９を挿通させることで、応力伝達性能が更に向上し、その結果、複数の鉄骨部材５０の接合強度が更に向上する。

＜第六実施形態＞
つぎに本発明の第六実施形態に係る鉄骨部材の接合構造について、図１３と図１４とを用いて説明する。なお、第一実施形態〜第五実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

ノード１１０におけるＺ方向外側の外周面１１２Ｕ，１１２Ｌ（図３と図４（Ｂ）を参照）に接触するように補強プレート５１２が設けられている。つまり、補強プレート５１２ＺＵと補強プレート５１２ＺＬとは、ノード１１０を間に挟んでＺ方向に対向して配置されている（図１４（Ｂ）参照）。

また、補強プレート５１２の内面には、Ｚ方向に突出しノード１１０に埋設され定着するスタッド５１４が接合されている。

ノード１１０におけるＺ方向に沿った壁面八面を構成する外周面における鉄骨部材５０が接合されていない（エンドプレート５４が接触していない）外周面１１４Ａ，１１４Ｃ，１１４Ｅ，１１４Ｇには、シート５２４Ａ，５２４Ｃ，５２４Ｅ，５２４Ｇが設けられている。なお、本実施形態では、シート５２４は炭素繊維で構成されたシートとされている。なお、以降、各シートを区別する必要がない場合はシート５２４と記す。

シート５２４のＺ方向両端は、Ｚ方向に間隔をあけて配置された補強プレート５１２に接合されている。別の言い方をすると、二枚の補強プレート５１２が対向して配置され、対向配置された補強プレート５１２間がノード１１０の外周面に沿って設けられたシート５２４よって連結されている。また、補強プレート５１２とシート５２４がノード１１０の外周面を拘束する。

つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
各鉄骨部材５０からエンドプレート５４とスタッド６０とを介してノード１１０に伝達された応力が、スタッド５１４から補強プレート５１２に伝達される。よって、各鉄骨部材５０からノード１１０に伝達された応力の一部を補強プレート５１２が受ける（負担する）ので、その分ノード１１０の応力負担が軽減される。

更に、補強プレート５１２とシート５２４がノード１１０の外周面を拘束している。よって、ノード１１０に伝達された応力によってノード１１０の外周面が膨出する方向に変形しようとしても、補強プレート５１２とシート５２４によってノード１１０の外周面の変形が抑制されるので、ノード１１０の強度が向上する。

したがって、補強プレート５１２とシート５２４とを有しない構造と比較し、複数の鉄骨部材５０の接合強度が向上する。

なお、本実施形態では、対向配置された補強プレート５１２間がシート５２４よって連結されていたが、これに限定されない。例えば、シートでなく、鋼製等のプレートで連結されていてもよい。また、図１４に二点破線（想像線）で図示しているように、ノード１１０に埋設された支柱部材５３０で補強プレート５１２間が連結されていてもよい。なお、支柱部材５３０でのみ補強プレート５１２が連結されている構成であっても、補強プレート５１２によってノード１１０の外周面を拘束し外周面の変形を抑制する効果を有する。

また、補強プレート５１２の替わりにシート状の部材でノード１１０の外周面を覆うようにしてもよい。

要は、ノード１１０の外側から、ノード１１０の外周面の変形を抑制する抑制手段を有する構成であれば、ノード１１０の強度が向上し、複数の鉄骨部材５０の接合強度が向上する。
なお、補強プレート５１２同士が連結されていない構成であってもよい。このように補強プレート５１２同士が連結されていない構成の場合は、ノード１１０の外周面の変形を抑制する抑制効果は小さくなるが、各鉄骨部材５０からノード１１０に伝達された応力の一部を補強プレート５１２が受ける（負担する）効果は、連結された構造と略同程度の効果を有する。

＜その他＞
前述したように、上記実施形態では、鉄骨部材５０の軸方向（長手方向）は、Ｘ方向とＹ方向とで構成される同一平面状に配置されているとして説明したが、図１に示すように屋根１１はドーム状とされているので、正確には、各鉄骨部材５０の軸方向（長手方向）は、若干傾いて配置されＺ方向に角度をもって接合されている（各鉄骨部材５０同一平面状に配置されていない）。つまり、実際には各鉄骨部材５０が３次元的に接合されている。しかし、鉄骨部材がＺ方向に角度を持つことなくＸ方向とＹ方向とで構成される同一平面状に配置された（鉄骨部材が２次元的に接合された）接合部位にも、本発明を適用することができる。

なお、図１５に示すように、図６に示す接合部位３０に、更に鉄骨部材５１がＺ方向に大きく角度を持って３次元的に配置され接合された接合部位４０にも本発明を適用することができる。

また、図示は省略するが、鉄骨部材がノードの中心から略放射状に配置されているような構成の場合等、補強筋をノードの中に球形状に配置して埋設させる構造とすると、鉄骨部材の接合位置による接合強度の差が低減される。

また、図示は省略するが、固定部に複数の鉄骨部材が平行又は略平行に接合された構成にも本発明を適用することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１２ 鉄骨構造部
２０ 接合部位
３０ 接合部位
４０ 接合部位
５０ 鉄骨部材
５１ 鉄骨部材
５２ 端部
５４ エンドプレート
６０ スタッド（応力伝達部材）
１１０ ノード（固定部）
１１１ ノード（固定部）
１１４ 外周面
３０４ ＰＣ鋼棒（圧縮力付与手段）
４０２ ウェブプレート（応力伝達部材）
４０４ スタッド（応力伝達部材）
４０６ 貫通孔（応力伝達部材）
４０８ コッター（応力伝達部材）
５１２ 補強プレート（補強部材）
５１４ スタッド（突出部）
Ｑ 繊維補強モルタル（充填材）

Claims (4)

1. 複数の鉄骨部材の軸方向の端部を接合する鉄骨部材の接合構造であって、
   充填材が固化して形成された固定部と、
   前記鉄骨部材の前記端部に設けられ、前記固定部の外周面に接触し、前記固定部と前応力伝達を行なうエンドプレートと、
   前記エンドプレートから突出するように設けられると共に前記固定部に埋設され、前記固定部と応力伝達を行なう応力伝達部材と、
   を備える鉄骨部材の接合構造。
2. 前記充填材は、繊維補強モルタルで構成されている、
   請求項１に記載の鉄骨部材の接合構造。
3. 前記固定部に圧縮力を付与する圧縮力付与手段を有する、
   請求項１又は請求項２に記載の鉄骨部材の接合構造。
4. 前記固定部の外周面に沿って設けられた補強部材と、
   前記補強部材に設けられ、前記補強部材から突出し前記固定部の中に埋設され前記固定部と応力伝達を行なう突出部と、
   を備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の鉄骨部材の接合構造。

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